[发明专利]一种紫外光固化油墨及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种紫外光固化油墨，以及该紫外光固化油墨的制备方法。

背景技术

紫外光固化油墨(简称UV油墨)主要由光敏树脂(齐聚物)、活性稀释剂(活性单体)、紫外光引发剂、颜料、填料和其他油墨助剂组成。光敏树脂的分子结构中带有不饱和化学键，因此能够交联固化成膜，光敏树脂是连结料，是油墨的功能性成份，决定了油墨和涂膜的性质；活性稀释剂的主要作用是：一、降低体系粘度，使油墨具有良好的流动性；二、活性稀释剂同样含有不饱和结构，因此能够与光敏树脂发生聚合；紫外光引发剂的作用是吸收紫外光光子的能量后产生自由基或阴/阳离子，使光敏树脂与活性稀释剂发生聚合反应，最终使油墨固化成膜。因此，紫外光固化油墨是指在一定波长的紫外光照射下，油墨内的连结料发生交联反应，从液态转变成固态完成固化的油墨。

紫外光固化油墨最近一段时间有了长足的发展，其主要优点是：固化时间短，因此不必使用喷粉，能提高生产效率；由于不用加热就能干燥，所以不需要烘箱，与热固着型油墨相比，可大幅度减少干燥时间，节省能源消耗；印品的各种耐抗性好，干燥后墨膜结实；由于油墨在机器上的稳定性好，所以印刷品的性质稳定；油墨中无挥发性有机溶剂VOC，不会污染大气，印刷品几乎无臭；因为是固体含量100％的油墨，所以能进行厚膜印刷；可在廉价纸张上印刷，也可在非吸收性材料如金属材料、塑料、硅酸盐制品等上印刷。这样，从高速印刷、环境保护和节约能源等方面考虑，紫外光固化油墨均优于其他类型油墨。但在实际应用中紫外光固化油墨还存在一些不足之处：油墨的成本较高；油墨中的一些组份对皮肤有刺激性；固着速度因油墨的种类和墨膜厚度而异；固着不足或固着过度时，油墨皮膜容易发生缺陷；紫外线辐射会产生臭氧，紫外线发生部分会有少量X射线，这些对人体是有害的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种紫外光固化油墨及其制作方法，该油墨无挥发性溶剂、对环境污染小、能源消耗少、固化速度快，流动性佳、制备工艺简单。

本发明中的紫外光固化油墨，由光敏树脂、活性单体、紫外光引发剂、颜料、助剂按以下质量百分比组成：

所述的光敏树脂指环氧丙烯酸树脂与聚氨酯丙烯酸酯的混合物，所述的环氧丙烯酸树脂指双官能基芳香族环氧丙烯酸酯低聚物UE-13、脂肪族环氧丙烯酸酯齐聚物LR-8765或自制环氧丙烯酸树脂，其具体方法如下：

将环氧树脂E-44装入带有回流冷凝器的反应釜内，开搅拌，依次加入丙烯酸、对苯二酚、N，N′-二甲基苄胺，加热升温，同时通入二氧化碳或氮气保护。当温度升至70℃左右，停止加热，反应物开始聚合(放热反应，停止加热后自动升温)，温度到110℃时，小心控制在110-120℃反应2h，取样测酸值(每隔20min取样一次)，直到酸值降至10mgKOH/g时，通过夹套降温至70℃以下，即可过滤出料。

所述的聚氨酯丙烯酸酯指脂肪族聚氨酯丙烯酸酯SU-500、芳香族聚氨酯丙烯酸酯SU-710、SU-7206、SU-88或双官能基脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物UR-21、UR-22、UR-23、UR-25。

所述的活性单体指二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDM)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯(THFFA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(HEMAP)、3-羟-2，2-二甲基-3-羟-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯(HPHPDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、丙烯酸异辛酯(IOA)、N-乙烯基咔唑(NVC)、C8-C10丙烯酸酯(ODA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)中的一种或几种。

所述的紫外光引发剂指二苯甲酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、2，2-二甲氧基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯氧化膦、蒽醌、2-乙基蒽醌、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮中的一种或几种。

所述的颜料指炭黑、钛白粉(R型)、酞菁蓝、酞菁绿、永固红、耐晒深红等。颜料应具有较好的耐光性、耐热性、耐溶剂性、透明性好、色彩鲜艳、色浓度高、容易分散等特点。

所述的稳定剂(也称阻聚剂)指对苯醌、对苯二酚、对甲氧基苯酚、2，4，6-二叔丁基对甲苯酚等，它能用来减少紫外光固化油墨在储存时发生热聚合，以提高产品储存稳定性。